جواب بدون عنوان صفحه ۱۰۰ فیزیک (2) - تجربی

حل:

ابتدا قاعدهٔ دست راست را برای نیروی وارد بر ذرهٔ باردار به کار می‌بریم: \(\vec{F}=q\vec{v}\times\vec{B}\). میدان \(\vec{B}\) درون‌سو است، پس نمادش \(\otimes\) است.

• مسیر ۱: در ابتدای مسیر، سرعت ذره به سمت راست است و میدان درون‌سو است. نیروی وارد بر یک بار مثبت در این لحظه به سمت بالا است. مسیر ۱ به سمت بالا خم می‌شود، پس نیرو به سمت بالا است و بار مثبت است.

• مسیر ۴: در ابتدای مسیر، سرعت ذره به سمت بالا است. نیروی وارد بر بار مثبت در این لحظه به سمت چپ است. مسیر ۴ به سمت راست خم می‌شود، یعنی نیرو به سمت راست است. پس نیرو با جهت نیروی بار مثبت مخالف است و بار منفی است.

• مسیرهای ۲ و ۳: این دو مسیر تقریباً خط راست‌اند. یعنی نیروی مغناطیسی بر آن‌ها صفر است: \(F=qvB\sin\theta=0\). چون \(v\neq0\) و \(B\neq0\) و سرعت بر میدان عمود است، باید \(q=0\) باشد. پس ذرهٔ ۲ و ۳ بدون بار (خنثی) هستند.

نتیجه: ذرهٔ ۱ دارای بار مثبت، ذرهٔ ۴ دارای بار منفی و ذره‌های ۲ و ۳ بی‌بار هستند.